王 忠林

王 忠林
王中林
2022年の王
生まれる	1961年11月（62歳～63歳）[1] 中国陝西省渭南市浦城県
国籍	アメリカ人
母校	アリゾナ州立大学 西安電電大学
受賞歴	アルバート・アインシュタイン世界科学賞 （2019年）、 ENIエネルギーフロンティア賞（2018年）、 ルーター物理学賞（2015年）
科学者としてのキャリア
フィールド	物理学 材料科学と工学 ナノサイエンスとテクノロジー エネルギーとセンサー
機関	ジョージア工科大学 北京ナノエネルギー・ナノシステム研究所
Webサイト	http://www.nanoscience.gatech.edu/

王中林（中国語：王中林、ピンイン：Wáng Zhōnglín、1961年11月生まれ^[1]）は、中国系アメリカ人の物理学者、材料科学者、エンジニアであり、ナノテクノロジー、エネルギー科学、電子工学を専門としています。彼はこの分野で最も影響力のある科学者の一人であり、2019年にアルバート・アインシュタイン世界科学賞を受賞し、「ナノジェネレータの父」と呼ばれることもあります。

1987年にアリゾナ州立大学で博士号を取得。米国ジョージア工科大学の材料科学・工学のハイタワー教授であり、名誉教授でもある。 ^[2] 2024年に、王氏が中国に移住し、北京ナノエネルギー・ナノシステム研究所でフルタイムで働くことになったと報じられた。これは、中国イニシアチブを通じて中国系アメリカ人科学者を迫害する米国政府と、米国内での反アジア攻撃の増加が原因であると広く推測された。^[3]

• 1987年、アリゾナ州立大学で物理学の博士号を取得。
• 1982年、中国西安市西安電電大学応用物理学科卒業。

彼は、 Tsung-Dao Leeが主催するCUSPEAプログラムを通じて大学院のために米国に渡りました。

王氏は1987年から1988年までストーニーブルック大学の客員講師を務めた。翌年ケンブリッジ大学キャベンディッシュ研究所で研究員として働いた後、1990年から1994年までオークリッジ国立研究所と国立標準技術研究所の研究員を務めた。1995年にジョージア工科大学に准教授として採用され、1999年に教授に昇進、2004年に理事教授、2010年にハイタワー材料科学工学教授に就任した。王氏は2000年から2015年までジョージア工科大学のナノ構造特性評価センターの所長を務めた。2012年より中国科学院北京ナノエネルギー・ナノシステム研究所の創設所長、所長、主任科学者を務めている。^[4]

王氏は2006年に、ZnOナノワイヤアレイから得られる微小な機械的エネルギーから電気を生成する 圧電ナノ発電機を発明しました^{[5] 。}

2011年に王氏が摩擦電気ナノ発電機（TENG）を発明する前は、^[6]機械的エネルギーの採取は主にファラデーが1831年に発明した電磁発電機（EMG）に依存していました。EMGは10～60Hz以上の高周波機械運動に最も効率的です。TENGは環境から低周波の機械的エネルギーを採取する点でEMGよりも優れています。TENGに基づくエネルギー変換効率は50～85％に達することができます。^{[7] [8]}これまでに得られた最大出力電力密度は最大500W/m2です^。 [ ^8]

ハイブリッドセル。王氏は2009年に、太陽エネルギーや機械エネルギーなど2種類以上の異なるエネルギーを同時に収穫するハイブリッドセルを発表しました。^[9]

焦電ナノ発電機。 2012年に、王氏は焦電効果に基づいて焦電ナノ発電機を発明した。^[10]

ブルーエネルギー。 2014年に王氏は、大規模な波力エネルギーの採取のために、水面に浮かぶTENGネットワ​​ークを何百万ものTENGユニットで形成するブルーエネルギーのアイデアを提唱した。^[11] 1つのTENGユニットが10mWの電力を生成できる場合、ジョージア州の大きさと水深10mに等しいエリアの総電力は理論的に16TWになると予測され、世界のエネルギー需要を満たすことができる。^[12]

マクスウェルの変位電流からのナノジェネレータの理論。1861年にマクスウェルはマクスウェルの変位電流としてε𝜕𝑬/𝜕𝑡という項を提案した。王は表面分極が存在する場合のためにマクスウェルの変位電流に𝜕𝑃𝑠/𝜕𝑡という項を追加することを提案した。 ^{[13] [14]}最近、王は移動する荷電媒体に対するマクスウェル方程式の拡張を提案した。^[15]

接触帯電の起源。王は^{[16] [17] [18]}接触帯電における原子/分子間の電子移動は、反発領域間の電子雲の重なり（または波動関数の重なり）によるものであり、原子間電位障壁が減少すると主張した。その後、液体と固体間の電気二重層の形成プロセスを明らかにするためにハイブリッド層モデルが提案された。^[19]界面の電子移動と遷移による光子放出が観測され、接触帯電誘起発光分光法（CEIIS）が誕生した。^[20]さらに、液体と固体表面間の電子移動は接触電気触媒（CEC）に使用できる。^[21]

新時代のエネルギーと高エントロピーエネルギー。王氏は2017年に「新時代のエネルギー」という概念を提唱し、分散型エネルギー源を周知の新エネルギーと区別した。^[14]最近、王氏はモノのインターネット時代のエネルギー分配と利用のエントロピー理論を研究した。^[22]発電所から伝送される「秩序ある」エネルギーは、固定サイトの「秩序ある」アプリケーションと一部の「無秩序な」分散型電力アプリケーションを解決するために使用され、環境から収穫される「無秩序な」エネルギーは主に分散型アプリケーションを解決するために使用される。

ピエゾトロニック効果とピエゾトロニクス。非中心対称結晶構造を持つ材料に応力を加えると、圧電ポテンシャル（ピエゾポテンシャル）が生成されます。ZnOナノワイヤの場合、ナノワイヤとその金属接点間のショットキー障壁の高さは、生成された内部場によって効果的に調整できます。このような現象はピエゾトロニック効果と呼ばれ、2007年にWangによって発見されました。^[23]ピエゾトロニクスの分野は、ピエゾポテンシャルがゲート電圧として機能するエレクトロニクスを表します。^[24]最近、2D材料でのピエゾトロニック効果も実証されました。^[25]

圧電フォトトロニック効果と圧電フォトトロニクス。ひずみを加えると、界面分極電荷によって生成される圧電ポテンシャルによって、局所的なバンド構造が大きく調整され、pn接合部の電荷空乏ゾーンがシフトします。接合部での電荷キャリアの分離または再結合は、光子によって励起されると強化されます。このような現象は圧電フォトトロニック効果と呼ばれ、2009年にWangによって発見されました^[26]。この効果では、生成された圧電ポテンシャルによって光電子プロセスが調整および制御されます。この効果を使用して、個々のナノワイヤLEDに基づく圧力/力センサーアレイが製造され、高解像度と高密度でひずみをマッピングし^[27]、LEDの効率を高めることができます。^[28]

圧電光子効果。王は2008年に圧電誘起光子放出効果（圧電光子効果）を理論的に予測した。^[29]圧電ポテンシャルの存在下で、空孔/表面状態から価電子帯にトラップされた電荷が落ちることで光子放出が発生する可能性がある。この効果は、王の後の研究で実験的に観察され、検証されている。^[30]

トライボトロニクス。トライボトロニクスの分野は、摩擦電気がゲート電圧として作用するエレクトロニクスを表します。^[31]

王は2001年に酸化物ナノベルトを発見した。^[32]

1999年に王氏と同僚らは透過型電子顕微鏡（TEM）を用いて、個々のカーボンナノチューブの機械的、電気的、電界放出特性などの特性を測定した。^[33]王氏はナノバランス技術とナノメカニクスへのアプローチを実証した。^[34]

王は電子回折とイメージングにおける非弾性散乱を理解するための研究を行った。彼は電子回折とイメージングにおける弾性および非弾性散乱に関する教科書を出版した（Plenum Press、1995年）^[27]。走査透過型電子顕微鏡（STEM）では、高角度環状暗視野（HAADF）（Zコントラストと呼ばれる）は熱拡散散乱（TDS）によって支配されており、HAADFの画像シミュレーションにTDSを含めるための動的理論が提案された。^[35]

• グローバルエネルギー賞、2023年
• 2020年セルシウス講演賞受賞者、スウェーデン
• 世界文化評議会よりアルバート・アインシュタイン世界科学賞授与（2019年）
• 2019年ディールス・プランク講演賞^[36]
• 2018年ENIエネルギーフロンティア賞^[37]
• アメリカ化学会出版物最多執筆者（2017年）
• グローバルナノエネルギー賞（2017年）、NANOSMAT協会、英国（2017年）
• 優秀研究賞、潘文元財団（2017）
• ジョージア工科大学研究革新優秀賞（2016）
• 米国南東部大学研究協会優秀科学者賞（2016年）
• トムソン・ロイター物理学賞受賞者（2015年）^[38]
• 優秀教授賞（ジョージア工科大学最高の教授賞）（2014）
• NANOSMAT賞（イギリス）（2014）
• 中国国際科学技術協力賞（2014年）
• 世界技術賞（材料）（2014）
• アメリカ物理学会ジェームズ・C・マグロディ新材料賞（2014年）
• ACS ナノ講義 (2013)
• エドワード・オートン記念講演賞、アメリカ陶芸協会（2012）
• 材料研究協会MRSメダル（2011年）
• 中国科学院外国人会員（2009年）
• パーディ賞、アメリカ陶芸協会（2009）
• アリゾナ州立大学ジョン・M・カウリー特別講演（2012年）
• NanoTech Briefs、Top50 賞 (2005)
• シグマ サイがジョージア工科大学で研究賞を受賞 (2005 年)
• ジョージア工科大学教員優秀研究著者賞 (2004)
• 科学技術における優れた業績に対するST Li賞（2001年）
• ジョージア工科大学優秀研究著者賞（2000年）
• バートンメダル、アメリカ顕微鏡学会(1999)

• 王研究グループのウェブサイト
• Google Scholarに索引付けされた Zhong Lin Wang の出版物
• http://www.mse.gatech.edu/people/zhong-lin-wang/